電機軸數控加工的工藝分析和夾具設計

宋亮

摘 要：本文中主要介紹了在數控生產過程中，以130轉軸為主的電機軸加工，在具體生產加工方面需要掌握相應的加工工藝，同時進一步闡述了裝夾方案，以及在進行夾具設計過程中主要應用的方法。在生產過程中，最常見的問題就是重復性的進行刀拆卸裝夾，由此造成加工時間的延長，產生了較大的誤差，所以本文對這一問題進行了解決，保證生產加工效率的進一步提升。同時也能為企業經濟效益的提高作出重要的貢獻。希望通過本文的論述能夠對相關工作人員具有一定的幫助，促進電機軸數控加工工藝的進一步發展。

關鍵詞：數控車床；電機軸130轉軸；批量加工；夾具設計

數控加工工藝在生產過程中是一項主要的加工工藝，在具體內容方面，涉及了選擇合適的數控機床進行加工生產，并且對工序內容予以進一步的確定。所以在當前的電機軸數控加工中具有十分重要的作用。通常情況下，數控加工工藝按照零件裝夾定位以及加工部位的不同具有不同的劃分結果，所以為了進一步提高數控加工的工藝效果，本文以130轉軸的電機軸加工為例，并且展開了詳盡的闡述。同時還進一步對夾具進行了設計，在本文的論述下，將會對今后的加工生產具有重要的意義。

1 工藝分析

以圖1為例，該電機軸為130轉軸，外圓的直徑有四種類型，分別是22mm、25mm、31mm以及35mm，在左右兩端分別設有一個圓角以及一個螺紋孔。經過計算可知整個零件的總長度為197.1mm，并且外圓的粗糙度為Ra0.8，所以如果在相關要求的前提下，如果機床的加工不能滿足這一標準，那么就要在磨床上進行進一步的打磨，直到符合機床加工的要求。但是需要注意的是在外圓的邊緣部分，還要預留出一部分的余量，大約是0.5mm，這樣才能保證最終符合加工的要求。

在進行加工的過程中，需要嚴格遵循工序的要求，需要按照以下幾道工序進行加工。首先，將直徑為22mm的外圓夾住，然后加工外圓，將端面磨平，在加工的過程中同時在內孔中放入中M5的螺紋。其次，進行裝夾的工序。將直徑為25mm的外圓夾住，然后與上述工序一致，加工外圓，將端面磨平。第三個步驟是夾住直徑為35mm的外圓，運用一夾一頂的方式，在車床上使用車刀將外圓表面不需要的材料去除，切為R1圓弧，去除零件在加工時產生的倒刺，并且切除溝槽。最后一道工序是要將直徑為25mm的外圓夾起，依然運用一夾一頂的方式，去除外圓表面不必要的材料，制成錐面，進而將加工材料中表面的倒刺清除掉，最后再同上述的工序一樣，切除溝槽。在當前的加工生產中，需要滿足批量加工生產的要求，所以上述提到的四項工序主要是采用四臺數控機床完成的。與此同時，為了進一步滿足設計的要求，還應該對夾具進行重新設計，以確保加工的質量。

2 電機軸130轉軸裝夾方案的分析

本文主要提出了幾種不同的方案。首先提出的一種方案是直接進行裝夾處理。在這一方案中，應該先將工件表面與卡盤進行直接接觸，但是這樣做會對工件的表面產生一定影響，不能保證工件表面的整潔性與光潔度。因此在進行第一道工序時，應該使用手動的方式進行處理，分別是鉆中心孔、鉆孔以及攻絲。在這一過程中，還要進一步對時間予以校正，以確保其精準性。有時在鉆孔的過程中，還容易出現中工件中心偏移的狀況，此時就會對鉆頭造成不良的損壞，同時方案1所花費的成本較高，工作效率也相對低下，不能確保尺寸的準確性。而在進行第二道工序加工的過程中，采用刀具定位的方式會造成端面不平整的現象，這樣所加工出來的工件尺寸就會不準確，同時也浪費了大量的時間進行重新校正，也具有成本過高并且效率較低的現象。

采用方案2是運用夾具進行裝夾處理，在進行第一道工序時，首先要將夾具固定在刀架上，并且采用編程的方式進一步確定中心鉆、絲錐以及鉆頭的具體走刀位置，這種方式不需要重新對尺寸進行校正或者重新使用刀具進行改動，這樣一來，大大降低了生產過程中所需要的時間，生產效率也得到了極大的改進。在第二道工序的生產加工中，主要是在主軸筒的內孔中安裝夾具，確保工件軸向定位的準確性。這樣就能進一步提升工件的裝夾方式，使其變得更加簡便，有效的促進加工效率的提升。同時在經濟效益方面也得到了改善。

3 電機軸130轉軸夾具的設計

3.1 夾具一的制作

將方塊放在銑床上銑一個平面，再把方塊裝到刀架上，用百分表在方塊一側面滑動，慢慢敲打方塊，直到百分表的跳動范圍小于0.1mm，并將其壓緊。把中心鉆裝在主軸上，啟動主軸，手動把刀架移近中心鉆，在方塊的面上鉆一個中心孔。停主軸，拆卸中心鉆，并裝上鉆頭，啟動主軸，手動把刀架移近鉆頭，在方塊的面上鉆一通孔。用此方法可以加工出絲錐夾具、鉆頭夾具和中心鉆夾具如圖2、圖3、圖4。

3.2 夾具二的制作

把車床上的卡盤拆卸下來，用帶表游標卡尺測量主軸筒的孔徑，根據孔徑查莫氏錐度表，找出其錐度比。確定大端的尺寸及工件的長度，根據錐度比計算出小端的尺寸。根據已知尺寸畫出簡圖，加工出夾具。

4 工件加工的步聚

4.1 第一道工序

夾住φ22mm的外圓，車外圓、平端面，加工φ4.2mm、φ5.3mm內孔并攻M5螺紋。（1）把毛坯放進主軸筒里，循環啟動，調用45°機夾刀，把刀架移到X13Z0.6處，再把工件伸出來，使工件的端面接觸刀尖，并把工件夾緊。（2）用45°機夾刀把毛坯的外圓切到35mm，切的長度為3mm，再平一下端面。（3）選用A4的中心鉆鉆中心孔，深度為2.4mm。（4）選用B2的中心鉆鉆120°的錐面，保證錐面的直徑為8.7～8.8mm。（5）用準5.3的鉆頭鉆深為4mm的孔，保證孔徑為5.3mm。（6）用準4.2鉆頭鉆深為16mm的孔。（7）用M5絲錐攻絲。

4.2 第二道工序

調頭裝夾，夾住準25mm外圓，車外圓、平端面，保證197mm長度，加工60°錐面，寬度為5.7mm。

（1）調頭裝夾，把第一工序所加工出來的工件塞進去，使夾具的端面與工件的端面定位完全接觸，并把工件夾緊，加工右端面，控制好工件的總長，按已加工面找正，打右端中心孔。（2）循環啟動，調用90°外圓刀把毛坯的外圓切削到準35mm，切削的長度為15mm。（3）調用45°YT15外圓刀粗切工件的端面，留0.9mm余量。（4）調用45°機夾刀精車工件的端面，使端面的粗糙度達到Ra0.8。（5）調用A2.5中心鉆鉆一中心孔，保證孔徑為5.7mm。

結束語

采取的電機軸130轉軸批量加工工藝編排設計，批量生產零件1萬件以上，產品合格率99.9%。實踐證明，該工藝編排及工序分配合理，夾具設計正確，在電機軸130轉軸批量生產中解決了重復對刀拆卸裝夾而導致加工時間長、誤差大等諸多問題，提高了生產效率，取得了良好的經濟效益。■

參考文獻

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[2]董玉明，楊洪玉.夾具設計中常見的問題[J].機械工人.冷加工，2005（1）.

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